本發(fā)明涉及硝酸鎂制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用鹽湖鹵水提鋰過程中產(chǎn)生的廢棄氫氧化鎂濾餅生產(chǎn)六水合硝酸鎂晶體的制備工藝。
背景技術(shù)：
六水合硝酸鎂的分子式為Mg(NO3)2·6H2O，其在工業(yè)上能作為濃硝酸脫水劑、觸媒催化劑、炸藥及其它鎂鹽和硝酸鹽原料等來使用，其在農(nóng)業(yè)上能作為可溶性氮鎂無土栽培肥料來使用。傳統(tǒng)硝酸鎂的生產(chǎn)工藝為兩種，分別為以液體含鎂物質(zhì)為原料的生產(chǎn)工藝和以固體含鎂物質(zhì)為原料的生產(chǎn)工藝。
以液體含鎂物質(zhì)為原料的生產(chǎn)工藝是以鹽湖鹵水中的氯化鎂為原料，通過加入氨水(俗稱氨法)，或氫氧化鈉(俗稱燒堿法)，或熟石灰(俗稱鈣法)，從而形成氫氧化鎂絮狀結(jié)晶體，將該結(jié)晶體提取出來與硝酸反應(yīng)生成硝酸鎂，經(jīng)離心分離、干燥脫水后，便成為六水合硝酸鎂產(chǎn)品。其中，上述制備六水合硝酸鎂產(chǎn)品的各方法的反應(yīng)方程式如下：
(1)氨法
MgCl2+2NH3·H2O→2NH4Cl+Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2HNO3+4H2O→Mg(NO3)2·6H2O
(2)燒堿法
MgCl2+2NaOH→2NaCl+Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2HNO3+4H2O→Mg(NO3)2·6H2O
(3)鈣法
MgCl2+Ca(OH)2→CaCl2+Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2HNO3+4H2O→Mg(NO3)2·6H2O
在實(shí)際生產(chǎn)過程中，雖然氨法和燒堿法所制備的六水合硝酸鎂的純度較高，但是由于氨水和燒堿成本是熟石灰的4～5倍，因此一般生產(chǎn)廠家不會(huì)采用，而在鈣法制備六水合硝酸鎂的過程中，熟石灰的生產(chǎn)需要煅燒過程，因此會(huì)消耗大量的能源，同時(shí)，在鈣法制備工藝過程中還會(huì)產(chǎn)生大量難處理的氯化鈣廢液，因此也不利于廣泛應(yīng)用。
以固體含鎂物質(zhì)為原料的生產(chǎn)工藝是將含碳酸鎂的礦石如白云石、菱鎂石等進(jìn)行煅燒，使其中的碳酸鎂轉(zhuǎn)化為氧化鎂，然后將硝酸與其中的氧化鎂反應(yīng)來制取硝酸鎂懸浮液，通過去除礦物雜質(zhì)分離出硝酸鎂溶液，并通過蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶等工序得到六水合硝酸鎂晶體，反應(yīng)方程式如下：
MgCO3·3H2O→MgO+CO2↑+3H2O
MgO+2HNO3+5H2O→Mg(NO3)2·6H2O
雖然以固體含鎂物質(zhì)為原料的生產(chǎn)工藝相較于以液體含鎂物質(zhì)為原料的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)成本更低，但是該種工藝會(huì)形成新的酸性土壤廢棄物，因此不符合綠色環(huán)保理念的要求，屬于目前正在淘汰的工藝。
由于鹽湖鹵水中含有較高濃度的鎂離子，在提鋰工藝中仍會(huì)有大量的鎂離子存在于鋰脫附液中，在處理鋰脫附液的過程中，通常將鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂并經(jīng)壓濾形成濾餅而脫除。雖然氫氧化鎂材料是目前公認(rèn)的橡塑行業(yè)中具有阻燃、抑煙、填充三重功能的優(yōu)秀阻燃劑材料，其廣泛應(yīng)用于橡膠、化工、建材、塑料及電子、不飽和聚酯和油漆、涂料等高分子材料中，但是在鹽湖鹵水提鋰的工藝中處理得到的氫氧化鎂濾餅由于其含量不高、結(jié)晶形貌和分散性不符合作為填充劑和阻燃劑的要求而通常會(huì)被直接廢棄，大量廢棄物的掩埋，既增加了掩埋成本又造成了資源浪費(fèi)。因此，若能將該廢棄的氫氧化鎂濾餅利用來生產(chǎn)六水合硝酸鎂，既能解決該廢棄的氫氧化鎂濾餅掩埋的問題，又能有效減少六水合硝酸鎂的制備成本，符合綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種六水合硝酸鎂的制備工藝，用于解決鹽湖鹵水提鋰過程中，氫氧化鎂濾餅的廢棄既增加了掩埋成本同時(shí)又造成資源浪費(fèi)的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種六水合硝酸鎂的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：
步驟S1：以鹽湖鹵水提鋰工藝中形成的氫氧化鎂濾餅作為原料，對(duì)所述氫氧化鎂濾餅進(jìn)行除雜處理，以提取出所述氫氧化鎂濾餅中的氫氧化鎂物料，所述氫氧化鎂物料中Cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02％以下；
步驟S2：將所述氫氧化鎂物料與硝酸溶液按照氫氧化鎂和硝酸的物質(zhì)的量之比為1：1.05～1：1.10混合，根據(jù)反應(yīng)方程式：Mg(HO)2+2HNO3＝Mg(NO3)2+2H2O，發(fā)生中和反應(yīng)形成硝酸鎂溶液；
步驟S3：所述硝酸鎂溶液經(jīng)結(jié)晶工序形成六水合硝酸鎂結(jié)晶初體，所述六水合硝酸鎂結(jié)晶初體經(jīng)分離工序、干燥工序，制得六水合硝酸鎂晶體。
優(yōu)選地，步驟S1中的所述除雜處理工序包括如下步驟：
a.將所述氫氧化鎂濾餅加入配制槽中，向配置槽中加水，攪拌混合，形成第一稠狀物；
b.加熱所述第一稠狀物至40～50℃后，攪拌所述第一稠狀物20～40min，形成第二稠狀物；
c.所述第二稠狀物經(jīng)壓濾機(jī)以形成第二濾餅。
優(yōu)選地，采用工業(yè)水對(duì)步驟c中的所述第二濾餅洗滌，以形成第三濾餅并作為步驟S2中的所述氫氧化鎂物料來使用。
優(yōu)選地，步驟S2中的所述硝酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為30～68％。
優(yōu)選地，步驟S2在所述中和反應(yīng)進(jìn)行的過程中，反應(yīng)溫度控制為80～90℃。
優(yōu)選地，步驟S2在所述中和反應(yīng)結(jié)束時(shí)，形成的硝酸鎂溶液的pH值為4～5。
優(yōu)選地，步驟S3中的所述結(jié)晶工序?yàn)槔鋮s結(jié)晶，所述冷卻結(jié)晶中的結(jié)晶液被冷卻至25～35℃，所述分離工序?yàn)殡x心分離。
優(yōu)選地，所述結(jié)晶液中硝酸鎂的質(zhì)量百分比濃度為38～67％。
優(yōu)選地，步驟S3中的所述干燥工序?yàn)闅饬鞲稍铮谒鰵饬鞲稍镏械母稍餃囟葹?0～55℃，壓力為低于0.01MPa。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的六水合硝酸鎂的制備工藝具有以下優(yōu)勢(shì)：通過本發(fā)明所述的六水合硝酸鎂的制備工藝能制備得到品質(zhì)優(yōu)良的六水合硝酸鎂晶體，適于工業(yè)和農(nóng)業(yè)上的使用。本發(fā)明采用鹽湖鹵水提鋰生產(chǎn)過程中廢棄物氫氧化鎂濾餅作為原料，既解決了在鹵水提鋰工藝中廢棄物氫氧化鎂濾餅的掩埋問題，而且有效節(jié)省了六水合硝酸鎂晶體的制備成本。同時(shí)，本發(fā)明所提供的六水合硝酸鎂的制備工藝過程簡(jiǎn)單、能耗低，符合綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，該創(chuàng)造性概念可大量的體現(xiàn)于具體的上下文中。在下述本發(fā)明的實(shí)施方式中描述的具體的實(shí)施例僅作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式的示例性說明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
下面結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本實(shí)施例提供一種六水合硝酸鎂的制備工藝，包括如下步驟：
步驟S1：以鹽湖鹵水提鋰工藝中形成的氫氧化鎂濾餅作為原料，對(duì)氫氧化鎂濾餅進(jìn)行除雜處理，以提取出氫氧化鎂濾餅中的氫氧化鎂物料，具體地，為了提高本實(shí)施例最終產(chǎn)物的純度，通過上述除雜處理所形成的氫氧化鎂物料中Cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求在0.02％以下。
鹽湖鹵水提鋰工藝是指以鹽湖鹵水為原料采用多步工序提取鋰離子的過程，該工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故在此不再詳述。由于鹽湖鹵水中含有大量的鎂離子，為了提高最終含鋰化合物的純度，通常需對(duì)鹽湖鹵水中的鎂離子實(shí)現(xiàn)去除，對(duì)鎂離子的處理過程為向原料鹽湖鹵水或經(jīng)初步除雜處理后的鹽湖鹵水中加入堿溶液，堿溶液通常為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液，以與鎂離子反應(yīng)形成氫氧化鎂沉淀，過濾則制得本實(shí)施例中的氫氧化鎂濾餅。
該氫氧化鎂濾餅中，主要物質(zhì)為氫氧化鎂，還含有部分氯化鈉和少量未反應(yīng)的鎂離子所形成的氯化鎂雜質(zhì)，因此，本實(shí)施例首先對(duì)該氫氧化鎂濾餅實(shí)現(xiàn)除雜處理。該除雜處理可采用多步洗滌過濾等除雜方式，優(yōu)選地，本實(shí)施例通過氫氧化鎂和雜質(zhì)在水中的不同溶解度對(duì)其進(jìn)行處理，該除雜處理過程高效快速且除雜效果好，具體除雜過程如下：
a.將原料氫氧化鎂濾餅加入配制槽中，向配置槽中加水，攪拌混合，形成第一稠狀物。
優(yōu)選地，為了便于后期操作的控制，該第一稠狀物中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60～80％。
b.加熱上述第一稠狀物至40～50℃后，攪拌第一稠狀物20～40min，形成第二稠狀物。
該加熱方式優(yōu)選為蒸汽加熱，通過設(shè)備內(nèi)設(shè)置的蒸汽分布器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備內(nèi)物料的加熱，從而使得加熱過程更為經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)單，對(duì)于溫度的控制也更為方便。該第一稠狀物的料液溫度保持為40～50℃，由于若溫度過低，則濾餅中呈結(jié)晶形式的氯化鈉和氯化鎂不易迅速溶解到液相中，而若溫度過高，則不但浪費(fèi)熱能，而且會(huì)對(duì)后期步驟中的壓濾操作帶來不便，易造成操作工人燙傷，同時(shí)，在該溫度范圍內(nèi)，氯化鈉的溶解度接近最大，因此，本實(shí)施例對(duì)料液溫度的控制既能實(shí)現(xiàn)較好的除雜效果，而且也利于后續(xù)步驟的進(jìn)行。
c.第二稠狀物經(jīng)壓濾機(jī)以形成第二濾餅，該第二濾餅即為上述氫氧化鎂物料。
壓濾機(jī)是一種化工行業(yè)常用的固液分離設(shè)備，其是利用特殊的過濾介質(zhì)，對(duì)過濾對(duì)象施加一定的壓力，使得液體滲析出來的一種機(jī)械設(shè)備。具體地，本實(shí)施例中的壓濾機(jī)采用的是板框壓濾機(jī)。
為了進(jìn)一步提升第二濾餅中氫氧化鎂的純度，本實(shí)施例采用工業(yè)水對(duì)第二濾餅進(jìn)行洗滌，以進(jìn)一步降低第二濾餅中氯離子的含量，從而制得第三濾餅，將該第三濾餅用作氫氧化鎂物料，能進(jìn)一步提升后期所制得的終產(chǎn)物六水硝酸鎂晶體的純度。
步驟S2：將所述氫氧化鎂物料與硝酸溶液按照氫氧化鎂和硝酸的物質(zhì)的量之比為1：1.05～1：1.10混合，按照反應(yīng)方程式：Mg(HO)2+2HNO3＝Mg(NO3)2+2H2O，發(fā)生中和反應(yīng)形成硝酸鎂溶液。
上述硝酸溶液采用質(zhì)量百分比濃度為30～68％的稀硝酸，另外，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該硝酸也可為回收處理后的質(zhì)量百分比濃度是30～68％的廢硝酸，同樣能達(dá)到本實(shí)施例的目的。由于稀硝酸是一種具有最高恒沸點(diǎn)的水溶液，因此普通工業(yè)硝酸溶液的最高質(zhì)量百分比濃度即為68％左右，本實(shí)施例所采用的質(zhì)量百分比濃度為30～68％的稀硝酸易配制、成本低，且可從廢硝酸中回收利用。
值得一提的是，步驟S2中和反應(yīng)進(jìn)行的過程中，反應(yīng)溫度控制為80～90℃，當(dāng)形成的硝酸鎂溶液的pH值為4～5時(shí)，則上述中和反應(yīng)結(jié)束。
上述中和反應(yīng)發(fā)生的過程中，若反應(yīng)溫度太低，則反應(yīng)液的粘度較大，反之，若反應(yīng)溫度太高，則達(dá)到或超過反應(yīng)液的沸點(diǎn)時(shí)，隨著溶劑的蒸發(fā)，反應(yīng)液的粘度一樣會(huì)增大，而在本實(shí)施例中若反應(yīng)液粘度太大，則反應(yīng)結(jié)束形成的硝酸鎂溶液的粘度也很大，在后期結(jié)晶工序中，形成的硝酸鎂晶體的外表面上會(huì)粘掛較多難以脫除的母液，不利于后期對(duì)硝酸鎂晶體的處理，也會(huì)降低最終產(chǎn)物六水合硝酸鎂晶體的純度。因此，本實(shí)施例控制反應(yīng)液的溫度為80～90℃，此時(shí)反應(yīng)液為接近沸騰的狀態(tài)，反應(yīng)液的粘度最低，在結(jié)晶工序中，可有效減少結(jié)晶體上粘附的氯化鈉和氯化鎂的含量，從而提高六水合硝酸鎂晶體的純度，并更利于干燥工序的進(jìn)行。
具體地，由于本步驟中的中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，本實(shí)施例采用在反應(yīng)釜上設(shè)置夾套，采用讓冷卻水通過夾套的方式以控制本步驟中的反應(yīng)溫度。
本步驟在中和反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，所形成的硝酸鎂溶液的pH值為4～5，因?yàn)?，?dāng)pH值小于此范圍時(shí)，表明溶液存在游離的硝酸，而當(dāng)pH值高于此范圍時(shí)，則表面在最終形成的硝酸鎂溶液中存在形成堿式硝酸鎂的趨勢(shì)，不利于后期六水合硝酸鎂的處理。
步驟S3：硝酸鎂溶液經(jīng)結(jié)晶工序形成六水合硝酸鎂結(jié)晶初體，六水合硝酸鎂結(jié)晶初體經(jīng)分離工序、干燥工序，從而制得六水合硝酸鎂晶體。
為了利于六水合硝酸鎂的結(jié)晶，在結(jié)晶工序中通過向硝酸鎂溶液中加入適量的六水合硝酸鎂晶種，并使得硝酸鎂溶液冷卻至25～35℃左右，從而在硝酸鎂溶液中不斷形成六水合硝酸鎂結(jié)晶初體。采用離心分離工序從而將六水合硝酸鎂結(jié)晶初體分離出來，分離工序后的液體可排放或使其返回反應(yīng)器中，再參與中和反應(yīng)。
值得一提的是，參照硝酸鎂在結(jié)晶過程中形成結(jié)晶初體的各種工況，當(dāng)硝酸鎂溶液中的硝酸鎂的質(zhì)量百分比濃度為34～38％時(shí)，在結(jié)晶工序中一般會(huì)形成九水合硝酸鎂晶體，當(dāng)硝酸鎂溶液中硝酸鎂的質(zhì)量百分比濃度為38～67.6％時(shí)，在結(jié)晶工序中一般會(huì)形成六水合硝酸鎂晶體，當(dāng)硝酸鎂溶液中硝酸鎂的質(zhì)量百分比濃度為67.6～81.9％時(shí)，在結(jié)晶工序中一般會(huì)形成二水合硝酸鎂晶體。由于硝酸鎂的結(jié)晶物中，六水合硝酸鎂晶體的利用范圍最廣且最穩(wěn)定，因此，本實(shí)施例為了避免其他結(jié)晶物的形成，結(jié)晶液中硝酸鎂的質(zhì)量百分比濃度控制為38～67％。
分離得到的六水合硝酸鎂結(jié)晶初體采用氣流干燥的方式對(duì)其實(shí)現(xiàn)干燥處理，氣流干燥的方式是將散粒狀固體物料分散懸浮在高速熱氣流中，在氣力輸送下進(jìn)行干燥的一種方法。
本步驟在氣流干燥的過程中，干燥溫度控制為50～55℃，壓力小于0.01MPa。合適的干燥溫度能提高六水合硝酸鎂晶體的出料純度。若干燥溫度低于本實(shí)施例中的設(shè)定溫度，則不足以使六水合硝酸鎂結(jié)晶初體外表面的水分被蒸發(fā)徹底，而若干燥溫度高于本實(shí)施例中的設(shè)定溫度，則又會(huì)導(dǎo)致六水合硝酸鎂結(jié)晶初體在干燥的過程中脫除部分結(jié)晶水，并且在該過程中極易導(dǎo)致六水合硝酸鎂結(jié)晶初體融化為液體，造成干燥工序無法正常進(jìn)行。
通過本實(shí)施例中的工藝所制備得到的六水合硝酸鎂晶體，其外觀呈白色，無雜色，pH值為5.5～7.0，澄清度低于0.5，六水合硝酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.0～99.5％，水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005～0.01％，氯化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01～0.02％，鐵離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.0001％，重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)(以Pb計(jì))低于0.0001％，鈣離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005～0.01％，亞硝酸鹽(以NO2-計(jì))質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001～0.0002％，其他雜質(zhì)低于0.9797％。
且本實(shí)施例所提供的六水合硝酸鎂的制備工藝?yán)名}湖鹵水提鋰工藝中廢棄的氫氧化鎂濾餅作為原料，相對(duì)于傳統(tǒng)的六水合硝酸鎂晶體的制備工藝，有效地節(jié)省了原材料的成本，具體分析過程如下：
下面兩個(gè)工藝中原材料的計(jì)算均以生產(chǎn)1t六水合硝酸鎂為基準(zhǔn)。
1.本實(shí)施例工藝中原材料的計(jì)算
經(jīng)計(jì)算，X＝58/256＝0.226t Y＝126/256＝0.492t Z＝72/256＝0.281t。
本工藝中所使用的原料硝酸溶液是質(zhì)量百分比濃度為30～68％的工業(yè)硝酸，若按68％計(jì)算，則所消耗的酸量為：0.492/0.68＝0.724t。
本工藝中所使用的氫氧化鎂原料為鹽湖提鋰工藝中廢棄的氫氧化鎂濾餅，一般其固體氫氧化鎂的含量為40～60％(干基氫氧化鎂的含量一般為80～90％)，若按85％計(jì)算，則所需的含氫氧化鎂的廢棄物質(zhì)量為：0.226/0.85＝0.266t。
2.傳統(tǒng)工藝中原材料的計(jì)算
根據(jù)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 2680-95，反應(yīng)方程式如下：
根據(jù)計(jì)算可得：
X＝40/256＝0.156t Y＝126/256＝0.492t Z＝60/256＝0.234t。
本工藝中所使用的原料硝酸溶液是質(zhì)量百分比濃度為30～68％的工業(yè)硝酸，若按68％計(jì)算，則所消耗的酸量為：0.492/0.68＝0.724t。
本工藝與傳統(tǒng)工藝相對(duì)比，硝酸的消耗量均為0.724t，本實(shí)施例的工藝所利用的鎂原料是廢棄物，因此不計(jì)入原材料的消耗量，而傳統(tǒng)工藝需消耗0.156t的氧化鎂，且該氧化鎂是外購(gòu)或煅燒生成的，因此，傳統(tǒng)工藝的原材料成本顯著高于本實(shí)施例中工藝的原材料成本。
同時(shí)，通過分析可知，本實(shí)施例可直接制備六水合硝酸鎂晶體，而傳統(tǒng)方法為了節(jié)省成本，采用的是以固體含鎂物質(zhì)為原料制備氧化鎂，后通過氧化鎂與硝酸反應(yīng)從而制取六水合硝酸鎂晶體的工藝，在提取六水合硝酸鎂晶體時(shí)需用到蒸發(fā)濃縮結(jié)晶分離干燥等工序，與本實(shí)施例中的工藝相似，因此所消耗的能量對(duì)比可基于硝酸鎂生成前的工藝來考慮，本實(shí)施例在硝酸鎂生成前，只在步驟S1中加熱第一稠狀物至40～50℃處耗費(fèi)熱量，其他步驟均在常溫下進(jìn)行，而傳統(tǒng)方法以固體含鎂物質(zhì)為原料的生產(chǎn)工藝需首先對(duì)含碳酸鎂的礦石進(jìn)行煅燒，使其中的碳酸鎂轉(zhuǎn)化為氧化鎂，煅燒所需的熱量非常大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本發(fā)明中所耗費(fèi)的熱量。通過上述分析，本實(shí)施例中的六水合硝酸鎂的制備工藝大大節(jié)省了所耗費(fèi)的熱能。
因此，本實(shí)施例提供的六水合硝酸鎂的制備工藝不僅能生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的六水合硝酸鎂晶體，適于工業(yè)和農(nóng)業(yè)上的使用，而且本實(shí)施例生產(chǎn)的六水合硝酸鎂的制備工藝?yán)名}湖鹵水提鋰生產(chǎn)過程中的廢棄物氫氧化鎂濾餅，解決了該廢棄物氫氧化鎂濾餅的掩埋問題，并有效節(jié)省了六水合硝酸鎂晶體的制備成本，同時(shí)，本實(shí)施例所提供的六水合硝酸鎂的制備工藝，過程簡(jiǎn)單，耗能少，符合綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。
下面列舉了三個(gè)具體實(shí)施例，以對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實(shí)施例一
步驟S1：以鹽湖鹵水提鋰工藝中形成的氫氧化鎂濾餅作為原料，對(duì)該氫氧化鎂濾餅進(jìn)行除雜處理，以制取得到氫氧化鎂濾餅中的氫氧化鎂物料。
具體的除雜處理過程如下：
a.將氫氧化鎂濾餅加入配制槽中，向配制槽中加水，攪拌混合，形成第一稠狀物，該第一稠狀物中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％；
b.對(duì)配制槽加熱，使得第一稠狀物升溫至40℃后，攪拌該第一稠狀物20min，從而形成第二稠狀物；
c.得到的第二稠狀物經(jīng)板框壓濾后形成第二濾餅。
該第二濾餅作為氫氧化鎂物料來使用，本實(shí)施例中該氫氧化鎂物料中Cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02％。
步驟S2：采用回收處理后的濃度為30％的廢硝酸溶液作為原料與氫氧化鎂物料按照硝酸與氫氧化鎂物質(zhì)的量之比為1：1.05進(jìn)行混合，使其發(fā)生中和反應(yīng)：Mg(HO)2+2HNO3＝Mg(NO3)2+2H2O，從而形成硝酸鎂溶液。
該中和反應(yīng)進(jìn)行的過程中，反應(yīng)溫度通過夾套冷卻水控制為80℃，當(dāng)反應(yīng)后形成的硝酸鎂溶液的pH值為4.0時(shí)，終止該反應(yīng)。
步驟S3：將步驟S2中的硝酸鎂溶液冷卻至35℃并使得硝酸鎂溶液的質(zhì)量百分比濃度為38％，向硝酸鎂溶液中加入適量的六水合硝酸鎂晶種，從而使得溶液中的六水合硝酸鎂結(jié)晶初體逐漸增多，至溶液中結(jié)晶初體不再增加時(shí)，通過離心分離操作從而分離出固相六水合硝酸鎂結(jié)晶初體，所得到的液相可采用將其排放至鹽湖或?qū)⑵溆糜邴u水提鋰工藝中等方式進(jìn)行再利用。
分離出的六水合硝酸鎂晶體采用氣流干燥，干燥溫度設(shè)定為50℃，壓力設(shè)定為0.009MPa，經(jīng)由干燥工序得到最終產(chǎn)品六水合硝酸鎂晶體。
經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例中所制備的六水合硝酸鎂晶體，其外觀呈白色，無雜色，pH值為6.2，澄清度為0.3，六水合硝酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.2％，水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005％，氯化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02％，鐵離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.00008％，重金屬(以Pb計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001％，鈣離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.007％，亞硝酸鹽(以NO2-計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001％，其他雜質(zhì)為0.76782％。
實(shí)施例二
步驟S1：以鹽湖鹵水提鋰工藝中形成的氫氧化鎂濾餅作為原料，對(duì)該氫氧化鎂濾餅進(jìn)行除雜處理，以制取得到氫氧化鎂濾餅中的氫氧化鎂物料。
具體的除雜處理過程如下：
a.將氫氧化鎂濾餅加入配制槽中，向配制槽中加水，攪拌混合，形成第一稠狀物，該第一稠狀物中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％；
b.對(duì)配制槽加熱，使得第一稠狀物升溫至50℃后，攪拌該第一稠狀物40min，從而形成第二稠狀物；
c.得到的第二稠狀物經(jīng)板框壓濾后形成第二濾餅。
采用工業(yè)水對(duì)第二濾餅進(jìn)行洗滌，以進(jìn)一步降低第二濾餅中的氯離子含量，形成第三濾餅。
將該第三濾餅作為氫氧化鎂物料來使用，本實(shí)施例中該氫氧化鎂物料中Cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％。
步驟S2：采用回收處理后的濃度為68％的廢硝酸溶液作為原料與氫氧化鎂物料按照硝酸與氫氧化鎂物質(zhì)的量之比為1：1.10進(jìn)行混合，使其發(fā)生中和反應(yīng)：Mg(HO)2+2HNO3＝Mg(NO3)2+2H2O，從而形成硝酸鎂溶液。
該中和反應(yīng)進(jìn)行的過程中，反應(yīng)溫度通過夾套冷卻水控制為90℃，當(dāng)反應(yīng)后形成的硝酸鎂溶液的pH值為5.0時(shí)，終止該反應(yīng)。
步驟S3：將步驟S2中的硝酸鎂溶液冷卻至25℃并使得硝酸鎂溶液的質(zhì)量百分比濃度為67％，向硝酸鎂溶液中加入適量的六水合硝酸鎂晶種，從而使得溶液中的六水合硝酸鎂結(jié)晶初體逐漸增多，至溶液中結(jié)晶初體不再增加時(shí)，通過離心分離操作從而分離出固相六水合硝酸鎂結(jié)晶初體，所得到的液相可采用將其排放至鹽湖或?qū)⑵溆糜邴u水提鋰工藝中等方式進(jìn)行再利用。
分離出的六水合硝酸鎂晶體采用氣流干燥，干燥溫度設(shè)定為55℃，壓力設(shè)定為0.005MPa，經(jīng)由干燥工序得到最終產(chǎn)品六水合硝酸鎂晶體。
經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例中所制備的六水合硝酸鎂晶體，其外觀呈白色，無雜色，pH值為7.0，澄清度為0.5，六水合硝酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.0％，水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％，氯化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％，鐵離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001％，重金屬(以Pb計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0001％，鈣離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005％，亞硝酸鹽(以NO2-計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0002％，其他雜質(zhì)為0.9746％。
實(shí)施例三
步驟S1：以鹽湖鹵水提鋰工藝中形成的氫氧化鎂濾餅作為原料，對(duì)該氫氧化鎂濾餅進(jìn)行除雜處理，以制取得到氫氧化鎂濾餅中的氫氧化鎂物料。
具體的除雜處理過程如下：
a.將氫氧化鎂濾餅加入配制槽中，向配制槽中加水，攪拌混合，形成第一稠狀物，該第一稠狀物中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70％；
b.對(duì)配制槽加熱，使得第一稠狀物升溫至45℃后，攪拌該第一稠狀物30min，從而形成第二稠狀物；
c.得到的第二稠狀物經(jīng)板框壓濾后形成第二濾餅。
該第二濾餅作為氫氧化鎂物料來使用，本實(shí)施例中該氫氧化鎂物料中Cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.015％。
步驟S2：采用回收處理后的濃度為50％的廢硝酸溶液作為原料與氫氧化鎂物料按照硝酸與氫氧化鎂物質(zhì)的量之比為1：1.08進(jìn)行混合，使其發(fā)生中和反應(yīng)：Mg(HO)2+2HNO3＝Mg(NO3)2+2H2O，從而形成硝酸鎂溶液。
該中和反應(yīng)進(jìn)行的過程中，反應(yīng)溫度通過夾套冷卻水控制為85℃，當(dāng)反應(yīng)后形成的硝酸鎂溶液的pH值為4.5時(shí)，終止該反應(yīng)。
步驟S3：將步驟S2中的硝酸鎂溶液冷卻至30℃并使得硝酸鎂溶液的質(zhì)量百分比濃度為50％，向硝酸鎂溶液中加入適量的六水合硝酸鎂晶種，從而使得溶液中的六水合硝酸鎂結(jié)晶初體逐漸增多，至溶液中結(jié)晶初體不再增加時(shí)，通過離心分離操作從而分離出固相六水合硝酸鎂結(jié)晶初體，所得到的液相可采用將其排放至鹽湖或?qū)⑵溆糜邴u水提鋰工藝中等方式進(jìn)行再利用。
分離出的六水合硝酸鎂晶體采用氣流干燥，干燥溫度設(shè)定為53℃，壓力設(shè)定為0.007MPa，經(jīng)由干燥工序得到最終產(chǎn)品六水合硝酸鎂晶體。
經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例中所制備的六水合硝酸鎂晶體，其外觀呈白色，無雜色，pH值為5.5，澄清度為0.4，六水合硝酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％，水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.008％，氯化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02％，鐵離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.00009％，重金屬(以Pb計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.00008％，鈣離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％，亞硝酸鹽(以NO2-計(jì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0002％，其他雜質(zhì)為0.45983％。
應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。